Bài giảng Lipid

Chương 4 LIPID 4.1. Giới thiệu 4.2. Phân loại 4.3. Acid béo 4.4. Acyl glycerol 4.5. Những biến đổi của lipid trong thực phẩm 1 Giới thiệu - Là hợp chất tự nhiên phổ biến trong tế bào động vật, thực vật (cấu tạo màng sinh học và cung cấp năng lượng) - Giá trị dinh dưỡng: 9 kcal/g - Quan trọng trong cấu trúc thực phẩm - Nguồn cung cấp các loại vitamin A, D, E, K 2 Phân loại 3 Phân loại theo đặc điểm các gốc acyl Lipid đơn giản (không xà phòng hóa): Acid béo tự do, steroid, carotenoid, monoterpene, tocopherol Lipid phức tạp hay acyl lipid (có khả năng xà phòng hóa) Thành phần Mono-, di-, triacylglyceride Acid béo, glycerol Phospholipid Acid béo, glycerol hay sphingosine, acid phosphoric Glycolipid Acid béo, glycerol hay sphingosine, mono-, di- hay oligosaccharide Diol lipid Acid béo, ethane, propane, butane diol Sáp (Wax) Acid béo, rượu béo Sterol ester Acid béo, sterol Phân loại lipid theo tính phân cực Lipid trung tính Lipid phân cực Acid béo (> C12) Glycero-phospholipid Mono-, di-, triacyl glycerol Glycero-glycolipid Sterol và sterol ester Sphingo-glycolipid Sáp Phân loại Lipid Lipid đơn giản: Acyl glycerol Sáp Lipid phức tạp: Ester của acid béo và rượu và một số thành phần khác Lipid đã chuyển hóa: Steroid hormones Hydrocarbons Mono and diglycerides Acid béo – Cấu tạo - Là chuỗi dài các mạch carbon và hydro (hydrocarbon), khởi đầu bằng nhóm methyl (-CH3) và kết thúc bởi nhóm carboxyl (-COOH) 5 H H H H H H H H H H H H H H H C O HO H H H H H H H H H C O HO C C H H H H H H H H H H H H H HHHH H H H Acid amin – Tên gọi acid béo no 6 Tên thường dùng Số carbon Viết tắt Danh pháp Ký hiệu Acid béo mạch thẳng có số carbon chẳn Butyric 4 C4:0 Butanoic B Caproic 6 C6:0 Hexanoic H Caprylic 8 C8:0 Octanoic Oc Capric 10 C10:0 Decanoic D Lauric 12 C12:0 Dodecanoic La Myristic 14 C14:0 Tetradecanoic M Palmitic 16 C16:0 Hexadecanoic P Stearic 18 C18:0 Octadecanoic Sta Arachidic 20 C20:0 Eicosanoic Ad Acid béo mạch thẳng có số carbon lẻ Valeric 5 C5:0 Pentanoic Enanthic 7 C7:0 Heptanoic Pelargonic 9 C9:0 Nonanoic Margaric 17 C17:0 Heptadecanoic Acid béo mạch nhánh Pristanic 19 C19:0 2,6,10,14-tetra-methyl- penta-decanoic Phytanic 20 C20:0 3,7,11,15-tetra-methyl- hexa-decanoic Acid amin – Tên gọi acid béo không no 7 Tên thường goi Cấu trúc Tên viết tắt Điểm nóng chảy Nhóm ω3 α-Linolenic CH3CH2(CH=CHCH2)3(CH2)6COOH 18:3 (9,12,15) EPA (*) CH3CH2(CH=CHCH2)5(CH2)2COOH 20:5 (5, 8, 11, 14, 17) DHA (*) CH3CH2(CH=CHCH2)6(CH2)2COOH 22:5 (4, 7, 10, 13, 16, 19) Nhóm ω6 linoleic CH3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6COOH 18:2 (9, 12) γ-linolenic CH3(CH2)4(CH=CHCH2)3(CH2)3COOH 18:3 (6, 9, 12) arachinonic CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4(CH2)2COOH 20:4 (5, 8, 11, 14) Nhóm ω9 Oleic CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 18:1 (9) Erucic CH3(CH2)7CH=CH(CH2)10COOH 22:1 (13) Nervonic CH3(CH2)7CH=CH(CH2)12COOH 24:1 (15) (*)EPA: Acid eicosapentanoic DHA: Acid docosahexanoic Acid béo – Tính chất 8 * Tính chất vật lý - Acid béo mạch dài không tan trong nước - Acid stearic và các acid béo no mạch dài khác tan tốt trong ethyl ether - Không hòa tan tốt trong ether dầu hỏa (petroleum ether) - Hấp thu bước sóng gần 190 nm * Tính chất cảm quan Acid béo Ngưỡng cảm nhận Vị Acid oleic 9 - 12 Đắng, cháy khét, cay Elaidic 22 Hơi có mùi cháy khét Linoleic 4 - 6 Đắng, cháy khét, cay Linolelaidic 11 - 15 Đắng, cháy khét, gắt Α-linolenic 0,6 – 0,12 Đắng, cháy khét, cay, giống mùi quả ốc chó Acid arachidonic 6 - 8 Đắng, khó chịu. Acid béo – Tính chất hóa học 9 Methyl hóa nhóm carboxyl R COOH + CH2N2 R COOCH3 + N2 R COOAg + CH3I R COOCH3 + AgI - Phản ứng với các gốc halogen C C + IBr I CC Br C C Br I CH CH C CH CH H H H CH CH CH CH CH2 B - Phản ứng với isomer hóa Acid béo – Tính chất hóa học 10 - Phản ứng tạo phức không tan và thuận nghịch л-complex với Ag+ - Phản ứng với hydro (hydrogen hóa) C C Ag Ag CC CH CH CH2 CH CH Ni CH CH CH CH CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 Ni H2 ACYL-GLYCEROL 11 Glycerol Triacyl glycerol ACYL-GLYCEROL – Tính chất vật lý 12 Điểm nóng chảy của Triacyl glyceride (TG) Tùy thuộc thành phần acid béo và dạng tinh thể ACYL-GLYCEROL – Tính chất vật lý 13 Cấu trúc tinh thể của Triacyl-glyceride (TG) Dạng α Dạng β’ Dạng β Đồng phân hình học C18:2Δcis9, trans11 (4.8) C18:2Δtrans10, cis12 (4.9) ACYL-GLYCEROL – Tính chất vật lý 14 Cấu trúc tinh thể của Triacyl-glyceride (TG) ACYL-GLYCEROL – Tính chất vật lý 15 Thành phần acid béo trong chất béo động vật và thực vật ACYL-GLYCEROL – Tính chất hóa học 16 Phản ứng thủy phân bằng kiềm hoặc acid R CO O O O CO CO R R + 3 KOH HO OH OH + 3 RCOOK ACYL-GLYCEROL – Tính chất hóa học 17 Phản ứng ester hóa giữa các phân tử (inter-esterification) Trao đổi các gốc acid béo trong nội phân tử ACYL-GLYCEROL – Tính chất hóa học 18 Mono- và di-glycerol (MG, DG) Chiếm tỷ lệ thấp trong thực phẩm thô Tăng trong quá trình bảo quản Là chất hoạt động bề mặt Tạo ra bằng cách glycerolysis Điểm nóng chảy của ester của cùng một acid béo tăng theo thứ tự: 1,2- DG < TG < 2-MG < 1,3-DG < 1-MG. PHOSPHOLIPID 19 - Các nhóm phosphate của các acid phosphatidic ester hóa với gốc – OH của choline, serin, ethanolamine, inositol tạo thành các phosphatidyl Phosphatidyl cholin Cấu trúc chung PHOSPHOLIPID 20 Phosphatidyl cholin Phosphatidyl ethanolamin Phosphatidyl serine Phosphatidyl inositol PHOSPHOLIPID 21 Thành phần phospholipid trong thực phẩm - Nhạy cảm với hiện tượng tự oxy hóa do chứa nhiều acid linoleic - Tan tốt trong chlorofom-methanol; Không tan trong acetone - Bị phân hủy từng phần bởi KOH - Liên kết phosphoric - glycerol và phosphoric - thành phần khác không bị thủy phân bởi kiềm nhưng bị thủy phân bởi acid. Tính chất PHOSPHOLIPID 22 Lecithin - Là chất hoạt động bề mặt dùng làm chất nhũ hóa - Nguồn thực phẩm: Đậu nành và lòng đỏ trứng - Lecithin thô: hồn hợp lipid chứa cholin, ethanolamin, inositol - Được chia 2 loại: + Tan trong ethanol nhũ tương dầu/ nước + Không tan trong ethanol nhũ tương nước/ dầu GLYCERO-GLYCOLIPID 23 Là các 1,2 diacyl glycerol, ở vị trí thứ 3 được gắn bởi 1 saccharide (trong thực vật, galactose là thành phần chính) Monogalactosyl diacylglycerol (MGDG) (1,2-diacyl-3-β-D-galactopyranosyl-L-glycerol) Digalactosyl diacylglycerol (DGDG) Sulfolipid (1,2-diacyl-(6-sulfo-α-D- chinovosyl-1,3)-L-glycerol) Tan tốt trong nước Tìm thấy trong lục lạp và khoai tây 24 - Sphingolipid - Lipoprotein và cấu trúc màng tế bào - Diol lipid và sáp Đọc tài liệu NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA LIPID TRONG THỰC PHẨM 25 * Thủy phân bằng enzyme lipase + 3H2O H2C H2C HC O O O CO CO R1 CO R2 R3 H2C H2C HC OH OH OH R1COOH R2COOH R3COOH + Quá trình thủy phân: - Xảy ra trong sữa  Gây mùi không mong muốn - Xảy ra trong quá trình chín phomai  Tăng mùi vị - Thủy phân nhẹ lipid trong sữa  Tăng hương vị cho Chocolate Enzyme lipase: + Hoạt tính bề mặt phân chia pha nước/lipid + Có nhiều trong sữa, hạt có dầu, hệ thống tiêu hóa động vật, thực vật + Có thể thủy phân cả ba liên kết hoặc chỉ một liên kết nhất định NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA LIPID TRONG THỰC PHẨM 26 * Quá trình oxy hóa các lipid không no Phản ứng tự oxi hóa: 4 giai đoạn chính Khởi động: Sự tạo thành các gốc tự do như peroxy (ROO•), alkoxy (RO•), alkyl (R•) - Phát triển: R• + O2 → ROO • ROO• + RH → ROOH + R• RO• + RH → ROH + R• - Phân nhánh: gốc tự do tăng ROOH → RO• + HO• 2ROOH → ROO• + RO• + H2O Các sản phẩm bền 2R R + ROO 2ROO - Kết thúc NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA LIPID TRONG THỰC PHẨM 27 * Quá trình oxy hóa các lipid không no Phản ứng tự oxi hóa: có thể tạo ra nhiều đồng phân khác nhau (CH2)6H3C CH2 CH CH CH2 (CH2)6 COOH ROO ROOH CH CH CH CH CH CH CHCHHC OO CH CH CH OO CHHC CH OO O2O2 CH CH CH OOH RH R CH CH CH OO RH R RH R RH R CHHC CH OOH CH CH CH OOH CHHC CH OOH 11 8 11 9 10 8 11 9 10 8 810911 (1) (2) (3) (4) Quá trình tự oxy hóa acid oleic tạo 4 đồng phân NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA LIPID TRONG THỰC PHẨM 28 * Quá trình oxy hóa các lipid không no Phản ứng tự oxi hóa Các gốc peroxide chứa nối đôi ở vị trí β hoặc γ thường có xu hướng tạo vòng để tạo thành hydroperoxide-epidioxide OOOO O2, RH R OOOHO Khởi động chuỗi phản ứng của các gốc tự do - Oxy hóa quang học - Oxi hoạt hóa tạo ra từ các phản ứng enzyme NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA LIPID TRONG THỰC PHẨM 29 * Quá trình oxy hóa các lipid không no Phản ứng tự oxi hóa Thời gian và tốc độ của quá trình tự oxy oxy hóa phụ thuộc thành phần và mức độ không no của acid béo Acid béo Số nối đôi Giai đoạn cảm ứng (giờ) Tốc độ oxy hóa tương đối 18:0 0 1 18:1 (9) 1 82 100 18:2 (9,12) 2 19 1200 18:3 (9,12,15) 3 1,34 2500 Quá trình oxy hóa các lipid không no 30 a) Quá trình quang oxi hóa Ánh sáng là nguyên nhân gây ra quá trình tự oxi hóa chất béo theo 1 trong 2 kiểu sau 1. Các chất nhạy cảm (sensitizer) hoạt hóa bởi ánh sáng: phản ứng trực tiếp cơ chất tạo ra các gốc tự do R• 2. Chất nhạy cảm khác chuyển oxy từ trạng thái cơ bản sang trạng thái kích thích Oxi được hoạt hóa sẽ phản ứng với acid béo không no theo cơ chế “cyclo-addition” tạo thành hydroperoxide O O CHRCH H CH R1 O OH CHR CH CH R1 Quá trình oxy hóa các lipid không no 31 a) Quá trình quang oxi hóa b) Các ion kim loại nặng góp phần khởi động quá trình tự oxi hóa chất béo do tham gia vào phản ứng gây phân hủy các hydroperoxide tạo thành các gốc tự do. c) Các hợp chất chứa heme d) Các phản ứng enzyme: enzyme phản ứng tạo các sản phẩm trung gian thúc đẩy quá trình oxy hóa chất béo Quá trình oxy hóa các lipid không no 32 Oxi hóa chất béo không no do enzyme (Đọc bài giảng)